常见物质的检验

武进区洛阳高级中学  张娟   2018.10.18

一、三维目标

1.学会Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺等离子检验的实验技能，能用焰色反应法、离子检验法设计简单的实验方案探究某些常见物质的组成成分。

2.初步认识实验方案设计、实验现象分析等在化学学习和科学研究中的应用。

3.初步学会独立或与同学合作完成实验，记录实验现象，并学会主动交流。逐步形成良好的实验习惯。

二、教学重点及难点

常见离子检验的实验技能；设计简单的探究实验方案。

三、设计思路

化学研究中，人们经常根据某些特征性质、特征反应、特征现象和特征条件对物质进行检验，以确定物质的组成。学生已经掌握了一定的物质检验知识，但不够系统化，需进一步总结和提炼。本节课选择Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺等常见离子作为检验对象，复习总结初中化学知识，学习常见物质的检验方法，介绍现代分析测试方法，从而让学生了解物质检验方法的多样性，进一步认识到物质检验过程中防止干扰的设计、多种物质检验方案的设计及操作技能。

教学时，首先让学生明确物质检验的意义和价值，并初步明确进行物质检验的依据或策略，教学过程中充分发挥学生的自主性。其次，根据教学目标创设相应的情景，提出具体的任务。

四、教学过程

[导入] 物质的检验是一个重要的工作。如为保证公平竞赛，在大型运动会上会进行兴奋剂检测；检查身体时对血糖血脂的检验；质检员对生产的产品质量标准的检验，等等。

[情景]“资料链接”——由某抗秧苗病菌的农药袋上的标签可知，该农药含有碳酸铵和硫酸铜两种成分。如何通过实验确证该农药中含有铵根离子、碳酸根离子和硫酸根离子呢？指出所用的试剂、预期将观察到的现象以及反应的化学方程式。

 [实验] 完成课本“活动与探究”栏目中的实验1-4。

各个实验中，依次观察到什么现象？出现这些现象的根本原因是什么？

明确NH₄⁺、Cl^—、SO₄^2—等离子的检验所采用的试剂和方法等：

NH₄⁺：加浓NaOH溶液，加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；

Cl^—：滴加硝酸银溶液和稀硝酸，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀；

SO₄^2—：滴加BaCl₂溶液和稀盐酸，生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。

[讨论] 在完成相关实验时，都有一些值得注意的问题。请结合实验过程及相关元素化合物知识，分析下列问题：

实验1：试纸为何要润湿？实验2：为何要加稀硝酸？实验3：为什么要加稀盐酸？

[补充实验] 碳酸钾、碳酸钠分别与硝酸银、氯化钡溶液反应，并分别滴加酸溶液。

结论：氨气溶于水才能电离出OH^—；

检验Cl^—加入稀硝酸是为了避免CO₃^2—的干扰；

检验SO₄^2—加入稀盐酸是为了排除CO₃^2—的干扰。

[小结] 什么是物质的检验？

物质的检验应根据物质独有的特性，要求反应灵敏、现象明显、操作简便、结论可靠。

你还能回忆出哪些物质的检验方法呢？

要求：能够独立、准确地回顾出一些物质检验的方法，尽可能多地归纳出有关物质或离子的检验方法。

学生回忆常见物质的检验：碳酸盐、酸、碱、淀粉、丝绸制品等。

[迁移] “资料链接”——由加碘盐标签可知，加碘盐添加的是KIO₃。已知：KIO₃在酸性条件下与KI反应得到碘单质。

如何确证碘盐中的碘不是单质碘？如何确证某食盐是否已加碘？如何确定加碘食盐中含有钾？

用淀粉液检验是否含碘单质；根据所提供KIO₃的性质并设计实验方案。

[实验] 焰色反应

金属或金属离子的检验通常采用焰色反应。

阅读教材，回答问题：什么叫焰色反应？为何可用焰色反应来检验金属或金属离子？如何进行焰色反应实验？操作中要注意什么问题？

[过渡] 物质的检验在工农业生产、科学研究以及日常生活中有重要的用途，在化学学习中也有重要的作用。化学学习过程中，同学们必须掌握常见离子检验的实验技能，学会用多种方法设计简单的实验方案，探究某些常见物质的组成成份。

1.人们经常依据什么来对物质进行检验，以确定物质的组成？

2．归纳总结物质（或离子）检验的一般步骤。

3．物质（或离子）检验时，必须注意哪些问题？

[小结]

1.物质检验的依据：

（1）待检物质的特征性质；

（2）待检物质的特征反应以及反应过程中表现出来的现象。

2、常见物质检验的方法：

 [拓展] 此外，我们还可以用红外光谱仪确定物质中含有的某些有机基团；元素分析仪测定物质中元素；3、原子吸收光谱确定物质中含有的金属元素。

溶液的配制及分析

武进区洛阳高级中学    顾涛    2018.10.18

一、三维目标

1.初步学会配制一定物质的量浓度溶液的实验技能，了解生产和研究中经常要用中和滴定等方法进行定量测定。

2.掌握物质的量浓度的概念、一定物质的量浓度溶液的配制并以此进行溶液分析（中和滴定）。

3.进一步认识实验方案设计、实验条件控制、实验现象分析和实验数据处理等方法在化学学习和科学研究中的应用。培养学生独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并主动进行交流的能力。

二、教学重点及难点

一定物质的量浓度溶液的配制；定量分析及相应的简单计算。

三、设计思路

本课设计从复习学生刚学过的“物质的量”知识引入，让学生了解定量分析在生产和科学研究中的作用，通过与溶液的质量分数的类比，引出“物质的量浓度”的概念，探究一定物质的量浓度溶液的配制，并在讨论中完善实验步骤和注意事项。

四、教学过程

[引入] 展示两瓶浓度不同的硫酸铜溶液。

两瓶硫酸铜溶液的颜色为什么会不相同？因为浓度不同。

展示不同商品的标签，如牛奶、矿泉水、啤酒、化验单等，引导学生关注上面浓度的表示方法。浓度的表示方法有多种，在初中我们学过溶质的质量分数。

溶质的质量分数= 溶质的质量/溶液的质量  ×100%

[过渡]  CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄ ，使0.1mol硫酸铜完全沉淀，需要多少氢氧化钠？

化学方程式中各物质前的系数体现了参加反应和反应生成的物质的什么量之比？物质的量。对溶液而言，是称其质量方便，还是量其体积方便？

许多化学反应是在溶液中进行的，生产和科学研究中经常要对溶液进行定量分析、定量计算，我们需要一个可以通过溶液体积直接计算溶质的物质的量的物理量。

[板书]物质的量浓度

定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液的组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。

符号：C_B

单位：mol·L^－1

表达式： c_B=n_B/V

[练习]

1.2molNaOH配成200mL溶液，其物质的量浓度为____mol/L。

2.标准状况下，22.4LHCl溶于水配成0.5L盐酸，其物质的量浓度为__mol/L。

3.物质的量浓度为2mol/L的硫酸溶液500mL，含硫酸的物质的量为___mol。

4.10mol HCl能配成____L物质的量浓度为2mol/L的盐酸 ？

5.（展示矿泉水商标）假设某矿泉水中K⁺含量为27.3mg/L,则该矿泉水中钾离子的物质的量浓度为多少mol/L？

[实验] 将硫酸铜溶液倒出1/4，其质量分数变化吗？其物质的量浓度变化吗？若将其加水至原体积呢？

                                   加水至与

取出1/4               原体积相同

   溶液A                 溶液B              溶液C

    [分析] 溶液A中取出1/4，溶质的物质的量变成原来的1/4，即n_B变成原来的1/4，同时体积变成原来的1/4，根据公式c_B = n_B/V_液得出溶液的物质的量浓度不变；

向溶液B中加水至原体积，稀释过程中溶质的物质的量不变，体积变成原来的4倍，即n_B不变，V变成原来的4倍，根据公式c_B = n_B/V得出溶液的物质的量浓度变成原来的1/4。

    [结论] 1. 从溶液中取出一部分，物质的量浓度不变

          2. 溶液稀释前后，溶质的物质的量不变。

          公式： c_浓 ? V_浓  =  c_稀 ?  V_稀

[练习]

1.现欲用12mol/L的浓HNO₃配制3mol/L的HNO₃ 100mL，则需取用多少毫升的浓HNO₃ ？

2.将4gNaOH溶解在10mL水中，再稀释成1L，从中取出10mL，则取出的10mL溶液中NaOH的物质的量浓度是（      ）

    A 1mol/L   B 0.1mol/L    C 0.01mol/L      D 10mol/L

[问题解决]在工农业生产和科学研究中，经常需要精确配制一定物质的量浓度的溶液，现实验室急需100mL 1.0mol/L的Na₂CO₃溶液，你将准备如何配制？请你自主设计配制的简要步骤。

1.需称量多少克Na₂CO₃固体？

2.称好后在什么容器中溶解Na₂CO₃固体？

3.选用什么样的仪器来配制该溶液（烧杯？量筒？）

4.如何尽可能转移溶质？

5.如何确保溶液的最终体积为100mL？

观察容量瓶其构造、特点。

注意事项：①使用前要检查是否漏水，并用蒸馏水洗净。②不能用作物质反应或溶解或稀释的容器，热溶液需要冷却后才能转移到容量瓶中。③不能长期存放溶液。

配置一定物质的量浓度的溶液

1．配制溶液的实验仪器：

托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。

2．配制溶液的步骤：

①计算。

②称量（托盘天平）。

③溶解（烧杯、玻璃棒）：将溶质倒入小烧杯，加入适量的水搅拌溶解，冷却至室温。

④ 转移和洗涤(  容量瓶、玻璃棒）：

将上述冷却后的溶液 转入指定容积的容量瓶，并用蒸馏水洗涤小烧杯和玻璃棒2—3次，将洗涤液一并注入容量瓶。

如何将烧杯中的液体转移到容量瓶中？注意：玻璃棒不能与容量瓶口接触，防止溶液外流。为什么要洗涤玻璃棒和烧杯？（确保溶质全部转移到容量瓶中，减少实验误差）

⑤定容（胶头滴管）：

在容量瓶中继续加水至距刻度线1—2cm处，改用胶头滴管滴加至刻度（液体凹液面最低处与刻度线相切）。

若定容时不小心液面超过了刻度线，能用胶头滴管把多余的液体取出吗？若不能那又该怎么办？

⑥摇匀：把定容好的容量瓶瓶塞塞紧，用食指顶住瓶塞，用另一只手的手指托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动几次，混合均匀。

注意：摇匀后发现液面低于刻线，不能再加水补充至刻度线。否则将使溶液体积变大，使浓度变小。

⑦装瓶贴签(容量瓶不能保存溶液)：将配好的溶液倒入试剂瓶中，盖上瓶塞，贴上标签，注明溶液浓度和名称。

[小结] 工业生产和科学研究中常用已知物质的量浓度的溶液与一定体积未知物质的量浓度的溶液反应，根据反应时消耗已知浓度溶液的体积，通过计算确定未知浓度溶液的组成。